Litiumioniakku ja akkupalot – hallitse paloriskit

 

 

Ladattavia litiumakkuja on ympärillämme suurimman osan päivästä – töissä ja kotona. Moni ei kuitenkaan tiedä mikä litiumakku on, missä niitä hyödynnetään sekä millaisia riskejä niihin liittyy. Tämän sivun tarkoituksena on toimia oppaana ladattavien Li-ion akkujen maailmaan. Haluamme myös antaa tarvittavaa tietoa litiumioniakkujen paloturvallisuudesta ja siihen liittyvistä haasteista.

Jaa sivu

Facebook Twitter LinkedIn Email

1

Mikä on litiumakku?

Kaikki litiumakut eivät ole samanlaisia – ne jakaantuvat kahteen päätyyppiin: primääriakkuihin sekä sekundääriakkuihin. Sekundääriakkuja voidaan sekä ladata että purkaa ja primääriakkuja voidaan vain purkaa. Voit lukea lisää litiumakuista täältä.

Tällä sivulla oleva teksti käsittelee sekundääriakkuihin luokiteltavia litiumioniakkuja sekä niihin liittyviä paloturvallisuusriskejä.

Litiumioniakku eli Li-ion-akku

Litiumioniakku eli Li-ion akku, on tehokas akkutyyppi, joita löytyy nykyään aina puhelimista sähköautoihin. Ne ovat syrjäyttäneet mm. keveytensä ja energiatiheytensä vuoksi perinteisiä akkumalleja. Litiumioniakkuja voidaankin käyttää kohteissa, joissa akulta edellytetään paljon energiaa tilavuutta tai painoa kohden.
Akkukennon keskeisimmät komponentit ovat anodi, katodi, eletrolyytti sekä anodin ja katodin välissä oleva erotin (separator). Li-ion akut eroavat toisistaan akkukemialtaan – katodin materiaalina on useimmiten joku metallioksidi ja anodin tyypillisin materiaali on grafiitti. Yhdessä akussa voi olla yksittäisiä kennoja alle kymmenestä yli sataan kappaleeseen. Useissa akuissa on myös akkuhallintajärjestelmä (battery management system/BMS) poistamassa mahdollisia häiriötilanteita.

Litiumioniakkuja löytyy niin kotoa kuin työpaikalta

Litiumioniakkuja on ympärillämme joka paikassa – kotona, koulussa ja työpaikalla. Akkuja on hyödynnetty esimerkiksi kannettavissa tietokoneissa ja langattomissa kuulokkeissa.

Kotona litiumioniakkuja on hyödynnetty esimerkiksi seuraavissa laitteissa:

  • Kännyköissä
  • Kannettavissa tietokonetissa
  • Ladattavissa työkaluissa
  • Robotti-imureissa
  • Leluissa
  • Leijulaudoissa
  • Sähköpyörissä
  • Älykelloissa
  • Langattomissa kuulokkeissa
  • Lisäksi kotoa saattaa löytyä käytöstä poistettuja puhelimia

Kouluissa litiumioniakkuja saattaa löytyä esimerkiksi seuraavista laitteista:

  • Kännyköistä
  • Tablettitietokoneista ja niiden latausasemista

Yrityksissä sen sijaan litiumakkuja on hyödynnetty esimerkiksi seuraavissa paikoissa ja laitteissa:

  • Ladattavien työkalujen ja laitteiden latausasemissa
  • Trukeissa
  • Akkuvarastoissa
  • Korjaamoissa
  • Autojen latauspisteillä
  • Kierrätysasemilla.

Tässä listauksessa ei suinkaan ole listattu kaikkia laitteita, joissa litiumioniakkuja on hyödynnetty. Lisää käyttökohteita löydät Missä litiumioniakkuja käytetään? -blogitekstistämme.

 

Valitse sinulle sopiva aika jutellaksesi asiantuntijan kanssa.

Varaa aika Anteron kalenterista

 

2

Litiumioniakku voi vaurioitua ja jopa räjähtää

 

Li-ion akkujen hyviä puolia ovat suuri energiatiheys ja keveys. Varjopuolena ovat akun rakenteesta johtuva kasvanut paloriski sekä syttyneen palon haastava sammuttaminen.
Vahingoittumaton litiumioniakku on turvallinen, mutta jos se pääsee vaurioitumaan voi akku mennä oikosulkuun ja syttyä palamaan. Vaurioituneessa akussa voi käynnistyä ns. lämpökarkaaminen (thermal runaway), jonka yhteydessä kennot lämpenevät itsestään ja syttyvät palamaan.
Lämpökarkaaminen voi tapahtua aluksi vain yhdessä akun kennossa; lämmön noustessa voivat muutkin kennot syttyä tuleen dominoefektin tavoin. Lämpökarkaamisprosessi etenee päälinjoiltaan näin: kuumentunut akku turpoaa ⇒ ylipaine purkautuu harmaana savuna ⇒  kuumat pinnat sytyttävät eletrolyyttikaasut ja akku syttyy tuleen ⇒ paine akun sisällä nousee ja aiheuttaa räjähdyksen.

Katso video sähköpyörän akun palosta.


Lämpökarkaamisprosessin eteneminen voi vaihdella sekunneista viikkoihin, riippuen akun rakenteesta, käytetyistä materiaaleista sekä käyttöolosuhteista.


Mikä voi aiheuttaa litiumioniakkupalon?

Litiumioniakkupalo saattaa aiheutua monestakin eri syystä. Puhelimen tippuminen tai sähköpyörällä kaatuminen ovat esimerkkejä tilanteista, joissa laitteen akku voi vaurioitua ja näin ollen aiheuttaa akkupalon. Palo ei välttämättä syty heti akun vaurioitumisesta, vaan palo saattaa syntyä myöhemmin, esimerkiksi parin viikon päästä akun vaurioitumisesta.

Lämpökarkaamisen – ja akun syttymisen – voivat aiheuttaa esimerksiksi seuraavat tapahtumat:

  • Kolhiintuminen ja tärinä
  • Akun läpäisy vieraalla esineellä
  • Ulkoinen oikosulku tai liiallinen kuormittuminen
  • Lataaminen liian suureen jännitteeseen
  • Lataaminen pakkasella
  • Valmistusvirheet
  • Ajan myötä tapahtuva akun vanheneminen
  • Väärä säilytyslämpötila
  • Akun varauksen purkaminen kokonaan

Mikä voi aiheuttaa litiumioniakkupalon? 

Litiumioniakkupalo saattaa aiheutua monestakin eri syystä. Puhelimen tippuminen tai sähköpyörällä kaatuminen ovat esimerkkejä tilanteista, joissa laitteen akku voi vaurioitua ja näin ollen aiheuttaa akkupalon. Palo ei välttämättä syty heti akun vaurioitumisesta, vaan vaurioituminen sattaa myös altistaa laitteen akkupalolle. Itse palo saattaa syntyä myöhemmin, esimerkiksi parin viikon päästä akun vaurioitumisesta. 

Lämpökarkaamisen – ja akun syttymisen – voivat aiheuttaa esimerksiksi seuraavat tapahtumat: 

  • Kolhiintuminen ja tärinä
  • Akun läpäisy vieraalla esineellä
  • Ulkoinen oikosulku tai liiallinen kuormittuminen
  • Lataaminen liian suureen jännitteeseen
  • Lataaminen pakkasella
  • Valmistusvirheet
  • Ajan myötä tapahtuva akun vanheneminen
  • Väärä säilytyslämpötila
  • Akun varauksen purkaminen kokonaan 

3

Litiumioniakku sammutetaan jäähdyttämällä

Tulipaloon tarvitaan kolme elementtiä: lämpö, happi sekä palava materiaali. Kun litiumioniakku vikaantuu, esimerkiksi kolhiintumisen seurauksena, kaikki palon edellytykset löytyvät akusta itsestään. Lämpökarkaaminen aiheuttaa lämmön nousemisen akussa, palo ei tarvitse ulkopuolista happea, koska katodin metallioksideista palo saa tarvitsemansa hapen, itse akku ja sen ympäröivä materiaali ovat yleensä palavaa materiaalia.

fire-triangle

Vikaantuessaan litiumioniakku sisältää paloon tarvittavat komponentit – kuumuuden, hapen sekä palavan materiaalin. 

Syttynyt litiumioniakku ei sammu perinteisillä sammuttimilla. Akku voi syttyä uudestaan palamaan useita kertoja liekkipalon sammumisen jälkeen. Akun sisältämistä metallioksideista vapautuva happi ylläpitää paloa akun sisällä ja palo siirtyy kennosta toiseen, mikäli akustoa ei jäähdytetä voimakkaasti ja näin katkaista lämpökarkaamisprosessin etenemistä. Lisää litiumioniakkupalon sammuttamisesta löydät blogistamme.

Presto-käsisammuttimien-määrä-ja-laadun-optimointi

Normaalit jauhe-, vaahto- tai hiilidioksidisammuttimet eivät sammuta paloja, koska niiltä puuttuu akkupalojen sammuttamiseen tarvittava jäähdytyskapasiteetti. Blogistamme löydät litiumioniakkupalon sammuttamiseen sopivia tuotteita.

Tarvitsetko lisää tietoa millaisilla ratkaisuilla hallitset Li-ioniakkujen käyttöön liittyviä paloturvallisuusriskejä? Jätä yhteydenottopyyntö ja kerro tarpeistasi niin otamme sinuun yhteyttä pikimmiten! 

Ota yhteyttä

4

Mitä tehdä, jos litiumioniakku syttyy?

On hyvä tiedostaa litiumioniakkuihin liittyvät riskit, jotta niiltä osataan suojautua asianmukaisesti. Koska olemme jatkuvasti litiumioniakkujen ympäröimänä, on myös hyvä tietää, mitä tulee tehdä, jos litiumioniakku syttyy palamaan? Kuinka toimia tilanteessa turvallisesti?

Presto_paloturvatuotteet_li_ion_akkupaloihin

Näin toimit litiumioniakkupalon syttyessä


1. Ohjaa tilassa olevat henkilöt pois ja soita palokunnalle.
2. Käytä suojaimia, mikäli mahdollista. Suojaa itsesi sammuttamisen aikana savukaasuilta, lämmöltä ja roiskeilta. Litiumioniakkupaloissa muodostuva harmaanvalkoinen savu on myrkyllistä.
3. Sammuta palo, jos mahdollista.
Sammuttamisen tulee tapahtua hyvän jäähdytystehon omaavalla erikoissammuttimella, joka soveltuu myös A- ja B-luokan paloihin (hehkupalot sekä neste- ja öljypalot). Mikäli sammutinta ei ole, paras vaihtoehto on käyttää sammuttamiseen suurta määrää vettä.
4. Huomioi, että palo saattaa kyteä, vaikka liekkejä ei näy. Tyhjennä sammutin loppuun saakka, jotta varmistat riittävän jäähdytyksen.

Mitä aikaisemmin pystyt aloittamaan alkusammutuksen, sitä paremmin saat palon hallintaan oikeilla alkusammutusvälineillä.

 

Presto LB6-, LB50 -sammuttimet ja LB3 pikapaloposti

Litiumakkusammutin tai pikapaloposti sammuttaa litiumioniakkuja sisältävien elektronisten laitteiden paloja. Alkusammutuslaitteen pitää pystyä jäähdyttämään akkua voimakkaasti ja näin estää lämmön johtumista kennosta toiseen.

Tutustu Preston LB-tuotelinjaan